摘要：本文通過對光明集團(tuán)長江公司住宅樓太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用，介紹了集中集熱-分戶儲熱系統(tǒng)的原理及運行特點，展示了平板集熱器與坡屋面建筑的相結(jié)合，供相關(guān)技術(shù)人員參考。
1項目介紹
光明食品集團(tuán)長江總公司住宅樓危房改造工程位于上海崇明，根據(jù)上海“十二五”規(guī)劃，崇明島作為生態(tài)綠色島建設(shè)的要求，太陽能的應(yīng)用作為重點推廣。因此，光明集團(tuán)制定采用太陽能熱水工程的規(guī)劃，該工程一期總計戶數(shù)為834戶，分五層住宅和帶門面房五層樓房。由于屋面為斜屋面，加大了太陽能施工的設(shè)計要求及施工難度，五星太陽能從設(shè)計之初即與設(shè)計院溝通方案，由于建筑屬于歐式建筑風(fēng)格，在保持原有風(fēng)格的前提下，如何巧妙的將太陽能系統(tǒng)安裝到建筑內(nèi)，成為一個難題，經(jīng)過反復(fù)討論，最終確定太陽能系統(tǒng)采用集中集熱、分戶儲熱、電輔助加熱的系統(tǒng)形式。如圖1所示，屋面采用嵌入式的方式鋪設(shè)太陽能集熱板。循環(huán)設(shè)備及管路主要布置在悶頂內(nèi)，從而不僅外觀協(xié)調(diào)一致而且維護(hù)方便。
2設(shè)計計算
2.1用水人數(shù)（以4#樓1單元為例）
總住戶10戶，每戶以平均2.8人計，用水共計約28人。
2.2系統(tǒng)日耗熱量、熱水量計算
4系統(tǒng)運行說明
采用集中集熱分戶儲熱太陽能熱水系統(tǒng)，即在每個單元屋頂采用集中集熱系統(tǒng)，每戶設(shè)置一個戶外型儲熱水箱，通過水箱內(nèi)循環(huán)媒介（水箱采用夾套換熱方式）將太陽能收集的熱量傳遞給各戶。
4.1系統(tǒng)工作特點
系統(tǒng)特點是太陽能集熱器根據(jù)需要集中設(shè)置，擺放于建筑物可充足接受陽光的位置。而儲熱水箱則分戶放置在每戶的廚房、衛(wèi)生間或者陽臺的設(shè)備間內(nèi)。各戶使用的熱水都來自于各戶內(nèi)的儲熱水箱，這種系統(tǒng)每戶使用的儲熱水箱容積小。其優(yōu)點方便物業(yè)管理和計量，各室內(nèi)的儲熱水箱裝有電加熱輔助設(shè)備，室內(nèi)系統(tǒng)獨立，維護(hù)方便，集熱器可與建筑完美結(jié)合。
4.2系統(tǒng)運行工作原理
4.2.1集熱循環(huán)
太陽能集熱器系統(tǒng)內(nèi)加入循環(huán)媒介（安全專用防凍液），每日太陽輻射達(dá)到一定強度時，集熱器溫度上循環(huán)口溫度T1開始上升，當(dāng)集熱器溫度達(dá)到控制器的設(shè)定溫度（T1≥60℃），且集熱器出口與集熱器進(jìn)口的溫差（T1-T2≥8℃）時，集熱器循環(huán)水泵開始啟動，集熱器內(nèi)的高溫媒介均勻的輸送到樓下儲熱水箱的換熱夾套內(nèi)，通過高溫循環(huán)媒介傳遞熱量給每個儲熱水箱內(nèi)膽內(nèi)低溫水；當(dāng)上述兩個條件有一個不能滿足時，循環(huán)停止。
4.2.2電磁閥的集中應(yīng)用
在集熱循環(huán)開始后，換熱循環(huán)管道的溫度低于60℃時，位于樓下的短路電磁閥開啟；當(dāng)管道溫度高于60℃時電磁閥關(guān)閉，迫使循環(huán)媒介進(jìn)入每戶的水箱換熱夾套內(nèi)，保證了樓上樓下的用戶同時進(jìn)行換熱，短路電磁閥的使用提高了換熱的同步性。
4.2.3輔助加熱
儲熱水箱上安裝電加熱管，陰雨天沒有太陽時，用戶可以像使用電熱水器一樣使用儲熱水箱。儲熱水箱的控制器可以設(shè)定加熱時間和加熱溫度，加熱溫度的上限值為60℃，這樣可以避免集熱循環(huán)將分戶水箱的熱量帶走，形成負(fù)換熱。加熱時間可以設(shè)定加熱的啟動時間和停止時間，有效地節(jié)約能源。
